Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 3 2018

Цинков дефицит в дерматологичната практика

виж като PDF
Текст A
Цвета Калинова, Илко Бакърджиев, Марин Железов, Георги Пехливанов, Маргарита Господинова
Отделение по дерматовенерология, УМБАЛ „Света Марина”, гр. Варна; Медицински Колеж, МУ-Варна, Катедра анатомия и клетъчна биология, МУ-Варна; Катедра дерматовенерология, МУ-София; Катедра Инфекциозни болести, паразитология и дерматовенерология, МУ-Варна


Резюме

Цинкът е един от най-застъпените микроелементи в човешкото тяло. Неговият дефицит протича с неспецифични клинични прояви, поради което диагностицирането му е предизвикателство за клинициста. Дефицитът на цинк бива вроден и придобит, остър и хроничен, при здрави или болни индивиди, лек, умерен или тежък дефицит на цинк, системен или локален дефицит на цинк.

Цинковият дефицит често се съпровожда и с дефицит на други микроелементи. Сред основните механизми за развитие на цинков дефицит се приемат неадекватният прием на цинк, малабсорбция, повишени загуби и потребности на цинк, състояния с неизяснен механизъм на загуба на цинк. Цинкът има значителна роля във физиологията на кожата, поради което неговият дефицит може да протече под формата на неспецифични за цинковия дефицит кожни заболявания – алопеция ареата, акне, хронични кожни язви, херпетиформен дерматит, ангуларен хейлит и др. Широката употреба на цинкови препарати за лечение на дерматологични състояния потвърждава значимостта на този микроелемент в поддържане хомеостазата на кожата.

Цинкът е бивалентен катион, есенциален хранителен микроелемент за човека, чиято значимост се обуславя от факта, че участва в състава на повече от 300 металоензима и повече от над 2000 транскрипционни фактора, необходими за регулацията на липидния и белтъчния метаболизъм, както и метаболизма на нуклеинови киселини. Цинкът влиза в състава на протеините – рецептори за стероидни и тирео­идни хормони, участва в процесите на репродукция, имунна защита – чрез поддържане функцията на макрофаги и неутрофили, НК-клетките, активността на комплемента. Активира фагоцитарната функция на гранулоцитите и стабилизира мембраната на лизозомите, инхибира експресията на интегрини върху кератиноцитите и модулира продукцията на TNF-алфа IL-6, като редуцира продукцията на възпалителни медиатори и азотен оксид. Участва в осъществяване процесите на растеж и развитие, когнитивни процеси, слухови, зрителни, вкусови възприятия, епителизиране на рани чрез регулация на ДНК и РНК полимерази.

Цинкът притежава антиоксидантни свойства. Цинкът проявява антиандрогенни свойства и индуцира модулация на 5-алфа редук­тазата тип 1, 2[1]. Този микроелемент е есенциален за ембриогенезата поради ролята му в регулиране структурата на хроматина и експресията на гени[2].

Свойствата на цинка, както и участието му в голям брой биохимични процеси, го поставят на второ място след желязото, като един от най-разпространените микроелементи в човешкото тяло[3]. Цинкът няма обособени тъканни депа, той е повсеместно разпределен, като концентрацията му е най-висока в скелетните мускули 60%, кости 30%, кожа 5-6%, от общия цинк в тялото[4–6].

Физиологичната роля на цинка се свежда до три главни функции: каталитична, структурна и регулаторна[4].

Каталитичната функция на цинка се изразява в участието му като интегрален компонент в структурата на около 300 ензима (алкохол дехидрогеназа, алкална фосфатаза, ДНК полимераза)[4]. Тези ензими са строго необходими за протичане на процесите на метаболизиране на въглехидрати, липиди, протеини, както и за обезвреждане на свободни кислородни радикали[5]. Цинкът има роля в процеса на зрителна перцепция – като компонент на ретинол-свързващия протеин и в синтезата на родопсин[4]. Този микроелемент играе важна роля в транс­крипцията на гени, междуклетъчната сигнализация, освобождаването на хормони и процеса на апоптоза.

Цинкът попада в организма основно чрез храната. Той се абсорбира в дуоденума и проксималния йейунум, като се транспортира от специфични транспортери, локализирани по мембраната на ентероцитите. Екскрецията на цинк се осъществява основно чрез гастроинтестиналния тракт, отделителната система и кожата. Абсорбцията на цинк намалява с възрастта[7]. Хомеостазата на цинк се поддържа основно чрез процесите на интестинална абсорбция, гастроинтестинална екскреция, уринна екскреция, клетъчна ретенция[1].

Цинкът има циркаден ритъм, с максимално ниво към 10:00 ч. сутрин и най-ниско следобед[4]. Серумните цинкови концентрации варират значително в рамките на денонощието, като се влияят от процеса на хранене[7]. Ежедневните потребности от цинк са 9.5 mg за мъже и 7.0 mg за жени, като само 2.5% от общата популация имат нужда от по-висока доза. Максималната допустима доза на цинк е 40 mg/дневно[4].

Участието на микроелемента цинк в структурата на ензими и транскрип­ционни фактори, чрез които се осъществява протичането на голям брой биохимични процеси в организма, обуславя значимостта на цинковия дефицит като здравен и социален проблем, засягащ около 2 млрд. души годишно[8].

Дефицитът на цинк се определя като състояние, при което количеството на цинка е недостатъчно да бъдат покрити физиологичните нужди на организма или е налице измерена стойност на цинка под минималната граница[9].

Сред общата популация, групи с повишен риск от развитие на цинков дефицит са:

  1. Новородени.
  2. Деца.
  3. Бременни и кърмещи жени.
  4. Населения, консумиращи предимно зърнени храни и малко животински белтъчини.
  5. Вегетарианци.

Вегетарианската диета изисква 50% повече цинк в храната[1].

Основните причини за развитие на цинков дефицит са посочени в Табл. 1[1,10].

Таблица 1:

Основен клас причини

Индивидуални причини

Неадекватен прием

1. Консумация на бедни на цинк храни – бедна на протеини диета, зърнени/бобови храни, загуба на цинк, вследствие кулинарна обработка, вегетарианство,

2. Продължително интравенозно хранене,

3. Ентерално хранене,

4. Недостиг на количество приемана храна,

Малабсорбция

1. Вродена:

Acrodermatitis enteropathica,

2. Придобита:

Прием на абсорбционни инхибитори: фибри, фитати,

Малабсорбционен синдром – възпалителни остри и хронични заболявания на червата, чернодробни, панкреасни заболявания, синдром на късото черво,

Лекарства, хелиращи агенти (ЕДТА, пенициламин),

Повишена загуба на цинк

1. Загуба през ГИТ:

Диария, фистули,

2. Загуба през отделителната система:

Чернодробна цироза, захарен диабет, бъбречни заболявания, хемолитична анемия, интравенозно хранене, повишен метаболизъм (травми, операции, инфекции), диуретици,

Изгаряния, хемодиализа,

Повишени потребности

1. Бременност,

2. Преждевременно родени деца,

3. Повишен анаболизъм,

Състояния с неясен механизъм на загуба на цинк

1. Синдром на Даун,

2. Вроден дефект на тимуса,

    

Най-честата причина за дефицит на цинк е недохранването. Този проблем е водещ в развиващите се страни[5,11]. Там основният прием на храна е базиран на приема на зърнени храни и ниско ниво на прием на животински протеини. Основна причина за този проблем е наличната в зърнените храни фитинова киселина, която притежава силен афинитет за свързване с основните минерали – калций, цинк, желязо. При свързването си с тях, се формират неразтворими преципитати, които не могат да се абсорбират в тънките черва[12]. Освен в зърнените храни, фитиновата киселина се среща като хранителен консервант Е391.

Цинковият дефицит се проявява с много и различни белези и симптоми в зависимост от тежестта на дефицита. При лека и средна степен той може да протича субклинично и да имитира други заболявания и дефицити. Могат да бъдат въвлечени всички органи и системи[7].

Дефицитът на цинк бива вроден и придобит, остър и хроничен, при здрави или болни индивиди; лек, умерен или тежък, системен или локален. Леката и умерена степен на цинков дефицит са с по-голяма клинична значимост, сравнени с тежкия дефицит на цинк[7].

Липсата на обособено тъканно депо на цинка обуславя бърза клинична изява на дефицитните състояния[1].

При лека степен на цинков дефицит, клиничната картина е представена от общи симптоми на хипогеузия, олигоспермия, ниски нива на серумния тестостерон, загуба на тегло.

При умерена степен на цинков дефицит има изоставане в растежа, забавено развитие на гонадите, кожни промени, сънливост, нощна слепота, забавено епителизиране на рани, хипосмия.

Тежък дефицит на цинк се асоциира с булозен, пустулозен дерматит, диария, алопеция, когнитивни и емоционални проблеми, рецидивиращи инфекции[7].

Клинично, цинковият дефицит може да се прояви различно, в зависимост от възрастта:

  • Ранното детство – водещ симптом: диария, изоставане в растежа, ненаддаване на тегло. Наблюдават се промени в когнитивната функция, поведенчески проблеми, затруднения в обучителния процес, невронална атрофия.
  • Училищна възраст – алопеция, изоставане в растежа, рецидивиращи инфекции.
  • Възрастни индивиди – хронични незаздравяващи язви, рецидивиращи инфекции.

Спектър на клинични прояви при цинков дефицит[13,14]:

  • Анорексия
  • Изоставане в растежа
  • Кожни симптоми – рагади, булозен, пустулозен дерматит, хиперкератоза, екзема, кожна атрофия, нокътни промени, алопеция.
  • Забавено заздравяване на рани
  • Болест на Уилсън
  • Хипогонадизъм
  • Податливост към инфекции
  • Хипогеузия
  • Хипосмия
  • Пикацизъм
  • Депресия
  • Емоционална нестабилност
  • Атаксия
  • Деменция
  • Намален глюкозен толеранс
  • Повишена честота на катаракти
  • Нощна слепота

Кожата може да бъде първият орган с клинични прояви при цинков дефицит. Кожата е орган с относително висока концентрация на микроелемента цинк (около 5-6%), локализирана основно в епидермиса[6]. Цинкът изпълнява важна роля във физиологията на кожата. Той участва в регулацията на цикъла на космения фоликул, като потентен инхибитор на обратното развитие на космения фоликул и стимулира регенерацията чу[15]. Отговорен е за процесите на пролиферация и апоптоза.

Дерматологични състояния, асоциирани с дефицит на цинк:

  • Acrodermatitis enteropathica
  • Alopecia areata
  • Telogen effluvium
  • Acne vulgaris
  • Ulcus chronicus
  • Dermatitis herpetiformis
  • Cheilitis angularis
  • Onychodystrophia
  • Rhagadae
  • Dermatitis bullosa
  • Dermatitis pustulosa
  • Hyperkeratosis
  • Atrophia cutis
  • Leishmaniasis
  • Morbus Darier
  • Morbus Hansen

Дефицитът на цинк корелира с алопеция ареата и телоген ефлувиум, но не и с андрогенна алопеция[6]. Поради неговото изобилие в епидермиса, умереният цинков дефицит води до загрубяване на кожата и нарушено епителизиране на рани. Тежък цинков дефицит е асоцииран с Acrodermatitis enteropathica (AE) – потенциално фатално, автозомно доминантно, генетично заболяване, разпространено по-често сред италианци, арменци, иранци, при което пациентите са неспособни да абсорбират достатъчно цинк от храната, в резултат на мутация на SLC39A4 гена. Цинковият дефицит, асоцииран с AE, води до дерматит, диария, вторична бактериална/гъбична инфекция и често води до смърт при нелекувани новородени[6,16]. AE се появява 4-6 седмици след прекратяване на кърменето и дори по-рано при деца, които се хранят с адаптирани млекa[1]. AE протича с поредица от симптоми: раздразнителност, фото­фобия, анорексия, пикацизъм, изоставане в растежа, хипогонадизъм, промяна във вкуса и мириса, нощна слепота, невропсихиатрични симптоми: промени в настроението, тремор, дисартрия. Кожните прояви включват периорифициален и акрален дерматит (лезиите може да наподобяват изгаряния или псориазис), локализирани около устните, ушите, ноздрите, ануса, гърба на дланите, пръстите на ръце и крака, стъпала, паронихия, нокътна дистрофия, конюнктивит, блефарит, повишена склонност към инфекции, изоставане в растежа[1]. При парентерално продължително хранене се развиват кожни промени, сходни с тези при акродерматитис ентеропатика (придобита форма)[13,17]. Болестта на Уилсън е рядко, автозомно-рецесивно заболяване, свързано с нарушен метаболизъм на микроелемента мед, като неговата патогенеза и клинично протичане могат да бъдат свързани с дефицита на цинк. Болесттa на Уилсън може да бъде придружена от субклинично протичащ цинков дефицит. Самият цинков дефицит може да бъде първата клинична проява на болест на Уилсън[14].

Цинкът може да се прилага перорално, локално, интралезионално, като самостоятелен препарат или в комбинация с други активни вещества[1]. Приложен локално, цинкът действа като емолиент и фотопротективен агент, влиза в състава на шампоани против пърхут[1]. Цинкът се използва в терапията на възпалителни, инфекциозни и нео­пластични заболявания на кожата[1,14].
Серумното ниво на цинк е тест, с ниска специфичност и чувствителност. Определянето на дефицита на цинк изисква комбинация от клинична оценка и биохимични тестове. Серум­ните нива на цинк не са обективен показател за дефицита на цинк, особено в случаите на леки до умерени степени на дефицит. Цинковите концентрации са намалени при някои състояния, представляващи нормален физиологичен отговор на организма – остри инфекции и възпаление (преразпределяне на цинка от плазмата към черния дроб), повишен CRP, стрес, мио­карден инфаркт, цироза, хипоалбуминемия, хемодилуция, (при бременност), употреба на орални контрацептиви. При състояния с масивно клетъчно разрушаване – хемолиза[17]. Сред новите биомаркери за дефицит на цинк е еритроцитното съотношение между ЛК:ДГЛК (линоленова киселина:дихомо-­гама-линоленова киселина)[18–20].

 

 

 

  
книгопис:
1.    Gupta M, Mahajan VK, Mehta KS, Chauhan PS. Zinc Therapy in Dermatology: A Review. Dermatol Res Pract. 2014;2014:1–11.
2.    Terrin G, Berni Canani R, Di Chiara M, Pietravalle A, Aleandri V, Conte F, et al. Zinc in Early Life: A Key Element in the Fetus and Preterm Neonate. Nutrients. 2015 Dec 11;7(12):10427–46.
3.    Bolton HC. A HISTORY OF HINDU CHEMISTRY FROM THE EARLIEST TIMES TO THE MIDDLE OF THE SIXTEENTH CENTURY AD With Sanskrit Texts, variants, translation and illustrations. J Am Chem Soc. 1903;25(6):650–2.
4.    Livingstone C. Zinc: physiology, deficiency, and parenteral nutrition. Nutr Clin Pract. 2015;30(3):371–82.
5.    Bibi Nitzan Y, Cohen AD. Zinc in skin pathology and care. J Dermatol Treat. 2006 Jan;17(4):205–10.
6.    Lin P-H, Sermersheim M, Li H, Lee P, Steinberg S, Ma J. Zinc in Wound Healing Modulation. Nutrients. 2017 Dec 24;10(2):16.
7.    Roohani N, Hurrell R, Kelishadi R, Schulin R. Zinc and its importance for human health: An integrative review. J Res Med Sci Off J Isfahan Univ Med Sci. 2013 Feb;18(2):144–57.
8.    Prasad AS. Discovery of human zinc deficiency: 50 years later. J Trace Elem Med Biol. 2012 Jun;26(2-3):66–9.
9.    Hess SY, Peerson JM, King JC, Brown KH. Use of serum zinc concentration as an indicator of population zinc status. Food Nutr Bull. 2007;28(3_suppl3):S403–29.
10.    Yanagisawa H. Zinc deficiency and clinical practice. Jpn Med Assoc J. 2004;47(8):359–64.
11.    Position of the American Dietetic Association and Dietitians of Canada: Vegetarian diets. J Am Diet Assoc. 2003 Jun;103(6):748–65.
12.    Hurrell RF. Influence of vegetable protein sources on trace element and mineral bioavailability. J Nutr. 2003;133(9):2973S – 2977S.
13.    Yanagisawa H. Zinc deficiency and clinical practice. Jpn Med Assoc J. 2004;47(8):359–64.
14.    Van Biervliet S, Küry S, De Bruyne R, Vanakker OM, Schmitt S, Vande Velde S, et al. Clinical Zinc Deficiency as Early Presentation of Wilson Disease: J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2015 Apr;60(4):457–9.
15.    Kil MS, Kim CW, Kim SS. Analysis of Serum Zinc and Copper Concentrations in Hair Loss. Ann Dermatol. 2013;25(4):405.
16.    Prasad AS. Discovery of Human Zinc Deficiency: Its Impact on Human Health and Disease. Adv Nutr. 2013 Mar 1;4(2):176–90.
17.    Roohani N, Hurrell R, Kelishadi R, Schulin R. Zinc and its importance for human health: An integrative review. J Res Med Sci Off J Isfahan Univ Med Sci. 2013 Feb;18(2):144–57.
18.    Reed S, Qin X, Ran-Ressler R, Brenna J, Glahn R, Tako E. Dietary Zinc Deficiency Affects Blood Linoleic Acid: Dihomo-γ-linolenic Acid (LA:DGLA) Ratio; a Sensitive Physiological Marker of Zinc Status in Vivo (Gallus gallus). Nutrients. 2014 Mar 20;6(12):1164–80.
19.    Holen T, Norheim F, Gundersen TE, Mitry P, Linseisen J, Iversen PO, et al. Biomarkers for nutrient intake with focus on alternative sampling techniques. Genes Nutr [Internet]. 2016 Dec [cited 2018 Mar 4];11(1). Available from: http://genesandnutrition.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12263-016-0527-1
20.    Knez M, Stangoulis JCR, Zec M, Debeljak-Martacic J, Pavlovic Z, Gurinovic M, et al. An initial evaluation of newly proposed biomarker of zinc status in humans – linoleic acid: dihomo-γ-linolenic acid (LA:DGLA) ratio. Clin Nutr ESPEN. 2016 Oct;15:85–92.

Acrodermatitis enteropathica
Alopecia areata
Telogen effluvium
Acne vulgaris
Ulcus chronicus
Dermatitis herpetiformis
Cheilitis angularis
Onychodystrophia
Rhagadae
Dermatitis bullosa
Dermatitis pustulosa
Hyperkeratosis
Atrophia cutis
Leishmaniasis
Morbus Darier
Morbus Hansen